Om du äger en retrospelkonsol eller har en gammal rulle med packtejp, har du sett hur plast blir gul när de åldras. Även om orsaken till denna färgförändring länge har tillskrivits bildandet av molekyler som fungerar som färgämnen - de faktiska kemiska förändringarna som äger rum förblev oförklarade. Nu rapporterar forskare i ACS Applied Polymer Materials har identifierat ytbaserade kirala nanostrukturer som den potentiella boven.

Att förstå hur och varför polymerer bryts ned med åldern är nyckeln till att utforma alternativ som kan undvika dessa vägar, vilket gör att plastprodukter får en längre livslängd. För en av de mest använda plasterna, polyeten, har det länge föreslagits att ultraviolett (UV) ljus – samma ljus som ger oss solbränna – initierar reaktioner i ryggraden i polymerens struktur som orsakar den gula färgförändringen.

Men även om kemiska förändringar i polyetens polymera ryggrad har observerats efter exponering för UV-ljus, kan dessa nya strukturer inte förklara polyetens gulfärgning. Ett framväxande sätt att avsiktligt modifiera färgen och sätten som plast interagerar med ljus är att skapa "supramolekylära" strukturer i nanostorlek på sina ytor som påverkar plastens egenskaper på ett kontrollerbart sätt.

Inspirerade av dessa ytbaserade teknologier ville Margaret M. Elmer-Dixon, Melissa A. Maurer-Jones och kollegor se om sådana nanostrukturer som oavsiktligt bildas av UV-ljus kan vara orsaken till polyetengulning.

Forskarna undersökte först om potentiella strukturer som bildas på gulnade polyetenfilmers ytor interagerar med cirkulärt polariserat ljus, en typ av ljus vars vågor färdas med en höger- eller vänsterhänt rotation.

Mängden cirkulärt polariserat ljus som absorberas av filmen i dessa experiment förändrades beroende på filmens orientering, vilket tyder på att den gulnade plasten innehåller nya kemiska strukturer som är kirala, det vill säga de är riktade och inte är identiska med deras spegelbilder. Ytterligare experiment visade att det mesta av nedbrytningen under filmgulning inträffade på filmernas yta.

Teamet drog slutsatsen att kirala kemiska strukturer på ytorna av polyetenfilmerna bildas under exponering för UV-ljus och är en potentiell orsak till den gula färgen på gamla plaster. De säger att dessa insikter kan hjälpa forskare att designa plastprodukter som håller längre innan de blir fula eller oanvändbara. + Utforska vidare

Smart bulkplast reagerar på ljus, temperatur och fuktighet